ブレッドボードでの電圧の測り方

はんだ付け不要のブレッドボードは、回路のプロトタイプ作成に最適で、素早く柔軟な実験を行うためのプラットフォームを提供します。しかし、回路設計を成功させるためには、ブレッドボード上の部品の電圧を正確に測定することが非常に重要です。ブレッドボードで電圧を測定する方法を見てみましょう。

電圧とは?

電圧は、電気的電位差とも呼ばれ、電気回路を駆動する力です。その測定単位はボルト(V)で、回路内の2点間の電位差を表し、パイプの両端の水圧差に似ています。

電圧測定器

電圧を測定するために一般的に使用される主な測定器は2つあります。

デジタルマルチメーター(DMM)

デジタルマルチメーターは、電圧、電流、抵抗を測定するために使用される標準的な診断ツールです。針式のアナログ電圧計は、デジタルマルチメーターの精度と信頼性の高さから、長い間取って代わられています。

オシロスコープ

デジタルオシロスコープは、複雑な波形を持つ動的な電気信号を分析するための貴重なツールです。電圧の変化を時間とともに視覚的に表すため、プロジェクトの電子信号を調べるのに便利です。

ブレッドボードへの部品の接続

スタンドアロンの電子部品を接続するのが最も簡単です。必要なのは、目的の列を特定し、抵抗器などの部品の2つの端子をボードの内側の部分の異なる垂直列に挿入するだけです。リード線がブレッドボードの穴の下の金属板に触れていることを確認してください。

回路基板をブレッドボードに接続する場合は、リード線がショートしないように注意してください。これは、小さなモジュールを使ってブレッドボードで回路を製作する初心者によくあることです。これがその典型的な例です。

ICを接続する場合は、必ずブレッドボードの2つの内側の部分を分ける中央のブリッジにまたがるように配置してください。

ジャンパーワイヤーも、緩い接続がないように、最後まで差し込む必要があります。

電源とグランドレール

ブレッドボードは通常、ボードの端を沿って走る2本の長い金属ストリップを備えています。これらは電源レールとグランドレールと呼ばれ、回路設計において特定の目的を果たします。

電源レールは、しばしば赤いマーキングまたは「+」の記号で示され、部品に電圧を供給するために使用されます。通常、電源のプラス端子または回路内の電圧供給に接続されます。

グランドレールは、通常、青いマーキングまたは「-」の記号で示され、回路の電気的電位に対する基準点となります。電源のマイナス端子に接続され、部品の共通グランドとして機能します。詳細については、ブレッドボードとは何か、使い方をご覧ください。

部品間の電圧の測定

ブレッドボードでの製作中に回路を分析する際の重要な目的の1つは、回路内の特定のノードや部品間の電圧を測定することです。これにより、製作している回路のダイナミクスを理解するのに役立ちます。

スタンドアロンの部品

スタンドアロンの部品の電圧を測定する場合は、マルチメーターを適切な設定にして、プローブを正しく接続するだけです。LEDなどの部品には極性がありますが、抵抗器などの部品にはありません。以下の図は、電圧計/マルチメーターを使って抵抗器の電圧降下を測定する方法を示しています。

ジャンクションまたはノード

回路のジャンクションまたはノードの電圧を測定するには、回路のグランド基準とジャンクション自体を見つけるだけです。

回路がフローティンググランドの場合、不正確な値が得られたり、まったく値が得られないことがあることに注意してください。

直列の部品

直列に接続された部品の場合は、以下の図のように、マルチメーター(またはオシロスコープ)のプローブを回路の両端に取り付けてください。

電源レール

電源/グランドレールの電圧は、測定にプラスとマイナスの2つのレールを使用するだけでかなり単純です。赤色のプローブを電源に接続されているレールに接続していることを確認してください。

測定中のよくある間違い

正確な測定を行い、ブレッドボード上の部品の潜在的な損傷を防ぐためには、よくある課題を認識することが重要です。

1. 3.3Vと5Vの電源レールの分割をしない

3.3Vと5Vの両方の電源を必要とする回路を扱う場合は、ブレッドボードの電源レールを分割する必要があります。これにより、異なる電圧レベル間の意図しない接続を防ぎ、部品が損傷するリスクを最小限に抑えることができます。5Vには上部のレールを、3.3Vには下部のレールを使用できます。

2. 電源レールのブリッジングをしない

一部のブレッドボードには、電源レールを2つに分割するブレーキングブリッジがあります。これは、レールをブリッジして連続性を確保することで簡単に解決できます。

3. DC部品にAC電源を使用する

AC電源は、集積回路やマイクロコントローラーを含むDC部品に深刻な損傷を与える可能性があります。本当に必要な場合は、常にDCアイソレーション用のカップリングコンデンサーを使用してください。これは、ブレッドボード上のアンプ設計の一般的な手法です。

電圧を測定する正しい方法を知る

ブレッドボード上の部品の電圧を正確に測定する方法を理解することは、回路のプロトタイピングを成功させるために不可欠なスキルです。電圧の概念を理解し、適切な測定技術に従うことで、回路設計を最適化し、信頼性の高い性能を確保することができます。

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